5.2. Петрохимические пересчеты

С точки зрения физической химии в подавляющем большинстве случаев любая магматическая порода представляет собой гетерогенную многофазовую систему, в которой точно не известен как состав каждой фазы, то есть каждого входящего в состав породы минерала, так и количественные соотношения между ними. Поэтому важнейшей характеристикой вещественного состава изучаемой породы является ее общий химический состав в виде процентных содержаний по массе ее главных оксидов: SiO₂, TiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, FeO, MgO, MnO, CaO, Na₂O, K₂O, P₂O, P₂O₅, H₂O+, H₂O- (соответственно вода кристаллизационная, выделяющаяся при прокаливании выше 110 ºС, и вода гигроскопическая, выделяющаяся при нагревании до 110 ºС). В отдельных случаях также определяются CO₂, Cl, F, S, Cr₂O₃, V₂O₃, NiO, CoO, CuO, BaO, Li₂O, C, NH₃ с точностью до 0,01%.

Способы петрохимических пересчетов стали разрабатываться еще в позапрошлом веке применительно к магматическим породам с целью создания их классификации и в основу каждого из них положен один из ирех принципов группировки оксидов.

Первый принцип основан на объединении оксидов по валентности катионов. Он положен в основу метода Ф.Ю. Левинсона-Лессинга.

Второй принцип- объединение оксидов по их роли в построении породообразующих минералов. Он получил применение в методах А. Озанна, П. Ниггли, А.Н. Заварицкого.

Третий принцип – объединение оксидов в группы, соответствующие составам наиболее часто встречающихся стандартных минералов. На нем основаны нормативно-молекулярный метод П. Ниггли, метод американских петрографов В. Кросса, Дж. Иддингса, Л. Пирсона и Г. Вашингтона, а также методы Е.А. Кузнецова и С.Д. Четверикова.

Для выполнения петрохимического пересчета по любому из существующих методов предварительно необходимо пересчитать процентные содержания по массе главных оксидов или отдельных элементов в молекулярные или атомные количества с помощью специальных таблиц (Заварицкий, 1960; Четвериков, 1956) или путем деления процентных содержаний на формульные массы (ф.м.) соответствующих оксидов и атомные массы элементов: SiO₂ -60,06; TiO₂ – 79,90; Al₂O₃ – 101,94; Fe₂O₃ – 159,68; FeO – 71,94; MnO – 70,93; MgO – 40,32; CaO – 56,08 – Na₂O – 61,994; K₂O – 94,20; P₂O_{5 –} 142,04; BaO – 153,4; Li₂O – 30,88; S – 32,06; SO₃ – 80,06; SrO – 103,63; F – 19,0; Cl – 35,36; Cr₂O₃ – 152,02; CO₂ – 44,0; C – 112,01; NiO – 74,71; CoO – 74,93; CuO – 79,54; NH₃ – 17,01; ZrO₂ – 123,22. Для удобства полученные цифры нужно умножить на 1000, а для определения атомных количеств отдельных химических элементов необходимо молекулярное количество соответствующего оксида поочередно умножать на количество атомов элементов в его химической формуле.

Нормативный метод Кросса, Иддингса, Пирсона и Вашингтона (cipw)

В огромном большинстве случаев состав минералов образующих породу, в точности известен, а в зависимости от условий образования породы одинакового химического состава могут иметь разный минеральный состав и наоборот. Поэтому при сравнении химических составов пород их состав можно выразить в виде смеси соединений определенного химического состава – «нормативных минералов» или «нормативных минеральных молекул», отличающихся по своему составу от «реальных», то есть реально существующих в природе минералов, а рассчитанный таким образом состав называется виртуальным. Список стандартных минералов существует. Используя химические формулы стандартных минералов, можно сосчитать количество нормативных ортоклаза, анортита, гиперстена и т.д.